考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法，该方法将真空断路器等效为带有并联杂散参数支路的可控电阻，建模时考虑真空断路器合闸过程中触头间介质绝缘强度、高频电流熄灭能力和触头间电弧电压等因素，并在合闸过程中将断路器触头间电压差与介质绝缘强度、通过断路器电流与高频电流熄灭能力进行比较，将整个合闸过程分为4个状态，对每个状态下的可控电阻阻值进行编程实时控制，从而实现对真空断路器合闸过程中的预击穿现象的仿真。使用本发明专利技术提供的建模与仿真方法，可以较准确建立真空断路器的等效模型，能尽可能反映真空断路器合闸过程中可能出现的预击穿暂态特性，并且使用常规电力系统电磁暂态仿真软件即可实现。

Modeling and simulation method considering the pre breakdown characteristics of vacuum circuit breaker

The invention discloses a method for considering the breakdown characteristics for pre vacuum circuit modeling and simulation method, the method of vacuum circuit breaker is equivalent to a controllable resistor with parallel branch stray parameter modeling, vacuum circuit breaker closing process of contact between dielectric strength and high frequency current arc voltage and other factors and contacts, and in the closing process of the circuit breaker contacts and the voltage difference between the dielectric strength and the circuit breaker current and high frequency current quench were compared, the closing process is divided into 4 states, each state can control the resistance for programming real-time control, so as to realize the simulation of the pre breakdown phenomena of vacuum circuit breaker closing process in the. Modeling and Simulation of the method provided by the invention, the equivalent model can accurately establish the vacuum circuit breaker, can reflect the transient characteristics of the pre breakdown may occur in the process of vacuum breaker, and the use of conventional power system electromagnetic transient simulation software can be realized.

【技术实现步骤摘要】
考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法
本专利技术涉及电力系统仿真
，具体涉及一种考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法。
技术介绍
真空断路器由于具有体积小、质量轻、环保和适合频繁操作等特点，在中压领域具有得天独厚的优势，具有广泛的应用前景。然而，真空断路器在常见的投切并联电抗器等感性负载时常伴随着过电压的产生，威胁设备和系统的运行安全。相关研究认为，这与断路器合闸过程中的预击穿现象有关。对真空断路器预击穿的研究常见的有实验和仿真两种方法。然而，实验成本较高，而且，由于不同工作条件下电路参数差异较大和实验条件等原因，实验研究具有很大的局限性。而仿真研究可以任意设定电路参数，在一定的简化条件下，通过计算机程序既可以对该种情况下的过电压及其影响因素进行计算研究，也可以对过电压保护装置及其效果进行仿真研究，具有一定经济性。但是现有的仿真软件中真空断路器建模方式较为简单，未考虑真空断路器所具有的预击穿特性，因此，对真空断路器的预击穿特性进行准确建模与仿真就显得尤为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法，其特征在于，所述建模与仿真方法包括下列步骤：S1、将真空断路器等效为带并联支路的可控电阻，其并联支路为电阻、电感、电容或这三者的任意组合、任意连接方式；S2、建立真空断路器触头间介质绝缘强度模型，确定断路器合闸过程中的触头间介质绝缘强度与时间之间的函数关系；S3、建立真空断路器的高频电流熄灭能力模型，确定描述高频电流熄灭的要素为高频电流持续时间和高频电流过零时的电流导数，及其需要满足的条件；S4、将真空断路器可能具有的状态划分为4个：合闸前、暂态恢复电压过程、高频电流持续过程和完全合闸，并确定各状态间的相互转换关系，其中，合闸前记为状态1，暂态恢复...

【技术特征摘要】
1.一种考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法，其特征在于，所述建模与仿真方法包括下列步骤：S1、将真空断路器等效为带并联支路的可控电阻，其并联支路为电阻、电感、电容或这三者的任意组合、任意连接方式；S2、建立真空断路器触头间介质绝缘强度模型，确定断路器合闸过程中的触头间介质绝缘强度与时间之间的函数关系；S3、建立真空断路器的高频电流熄灭能力模型，确定描述高频电流熄灭的要素为高频电流持续时间和高频电流过零时的电流导数，及其需要满足的条件；S4、将真空断路器可能具有的状态划分为4个：合闸前、暂态恢复电压过程、高频电流持续过程和完全合闸，并确定各状态间的相互转换关系，其中，合闸前记为状态1，暂态恢复电压过程记为状态2，高频电流持续过程记为状态3，完全合闸记为状态4；S5、通过建模实现对可控电阻阻值的控制，进行仿真。2.根据权利要求1所述的考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法，其特征在于，所述可控电阻的阻值可以通过编程与仿真软件交互，可以在仿真过程中随仿真时间而改变，具体大小由程序输出所控制。3.根据权利要求1所述的考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法，其特征在于，所述并联支路上的电阻、电感、电容值均为固定值。4.根据权利要求1所述的考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法，其特征在于，所述断路器合闸过程中的触头间介质绝缘强度与时间之间的函数关系应满足介质绝缘强度随着时间的增加而单调递减，最后等于0。5.根据权利要求1所述的考虑真空断路器预击穿特性的建模与仿真方法，其特征在于，所述高频电流熄灭需要满足的条件为：高频电流需持续一定时间以上，高...

【专利技术属性】
技术研发人员：江晓锋，郭亚勋，刘刚，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44